在電氣傳動系統中,編碼器用于測量電機轉速和轉子位置的核心部件。光電編碼器,其旋轉軸與被測量的旋轉軸連接,由被測量的旋轉軸驅動,然后將被測量的物理量轉換為二進制編碼或一串脈沖。

對于光電編碼器,有三種類型:增量編碼器、絕對值編碼器和混合編碼器。增量編碼器主要用于轉軸速度測量,絕對編碼器主要用于測量轉軸空間位置,而混合編碼器實際上是增量編碼器和絕對編碼器的組合,后端是處理芯片。因此,事實上,這三種編碼器都具有測量轉子速度和空間位置的功能。

編碼器如何實現物理量的測量?這要從其原理出發。所以說增量式編碼器的工作原理。

光電編碼器

被測量的旋轉軸驅動其旋轉軸旋轉,從而使光電碼盤旋轉。關鍵部分是光電碼盤,周圍刻有等距輻射窄縫,是兩組透明檢測窄縫。這兩組透明檢測窄縫錯開1/4間距,因此兩個光電變換器的輸出信號在相位上相差90度。工作時,向盤不動,只有主碼盤及其旋轉軸與測量旋轉軸一起旋轉,使發出的光源投射到主碼盤和向盤上。

如果主碼盤的不透明區域與方向盤的透明窄縫對齊,則投影光完全被阻擋。此時,編碼器輸出的電壓信號最小。如果主碼盤的透明區域與方向盤的透明窄縫對齊,則投影光完全通過。此時,編碼器輸出的電壓信號最大。

因此,每次增量編碼器的主編碼盤轉動刻度線周期時,輸出近似正弦波電壓信號,兩組光電轉換器的輸出電壓信號相差為90度。

看下圖,是增量編碼器輸出波形

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上面不是說有兩組光電轉換器輸出信號嗎?圖中的A和AB

它是輸出的兩組電壓信號,屬于兩個正交脈沖。圖中的Z是一個零脈沖,用于校正每個旋轉編碼器產生的脈沖數量,并在每個旋轉范圍內控制誤差,以避免累積誤差。

根據A和A區分電機轉子的旋轉方向B這兩個脈沖信號相位判斷電機轉子是正的還是反的。然而,增量編碼器既有優點也有缺點。其優點是易于小型化,結構簡單,響應速度快。缺點是斷電后容易丟失數據和積累誤差。

綜上所述,增量式編碼器可用于檢測電機轉子轉速和轉子初始位置。

比如速度測量;根據電機轉速表達式n=60?m/T?N可以看出,只要知道光電碼盤每轉輸出脈沖數N就可以知道電機轉子轉速。

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